Λύσεις — Κεφάλαιο 3 · Απορρόφηση ακτίνων Χ (σελ. 40) – ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΑΚΤΙΝΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ Β-Γ ΕΠΑΛ

Λύσεις — Κεφάλαιο 3 · Απορρόφηση ακτίνων Χ (σελ. 40)

Απαντήσεις στις 8 ερωτήσεις του βιβλίου (νόμος αντίστροφου τετραγώνου, φαινόμενα απορρόφησης).

Νόμος αντίστροφου τετραγώνου

Ερώτηση: 1. Διατυπώστε τον νόμο του αντίστροφου τετραγώνου της απόστασης & εξηγήστε τις πρακτικές του εφαρμογές.

Απάντηση:

• Νόμος: η ένταση της ακτινοβολίας από σημειακή πηγή είναι αντιστρόφως ανάλογη του τετραγώνου της απόστασης — \(I\propto \dfrac{1}{d^{2}}\).
• Έτσι, με διπλασιασμό της απόστασης η ένταση γίνεται \(1/4\), με τριπλασιασμό \(1/9\) κ.ο.κ.
• Εφαρμογές: (α) στην ακτινοπροστασία (όσο απομακρυνόμαστε από την πηγή, τόσο μικρότερη η δόση) & (β) στη ρύθμιση της εστιακής απόστασης (λυχνία–φιλμ) στις ακτινογραφικές εξετάσεις.

Σύνοψη: (ενδεικτική) I ∝ 1/d²· ×2 απόσταση → 1/4. Εφαρμογές: ακτινοπροστασία & εστιακή απόσταση.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κριτήριο: διατύπωση 1/d² + τουλάχιστον 1 εφαρμογή.

Φαινόμενα ΚΑΙ παράγοντες

Ερώτηση: 2. Με ποια φαινόμενα (ονομαστικά) γίνεται η απορρόφηση της ακτινοβολίας & από ποιους παράγοντες εξαρτάται;

Απάντηση:

• Φαινόμενα (στις ενέργειες της Ακτινοδιαγνωστικής): φωτοηλεκτρικό φαινόμενο & φαινόμενο Compton (η δίδυμη γένεση αφορά πολύ υψηλές ενέργειες — ακτινοθεραπεία).
• Εξαρτάται από: (1) την ενέργεια των φωτονίων, (2) τη σύνθεση της ύλης (ατομικός αριθμός) & (3) το πάχος & την πυκνότητα της ύλης.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Φωτοηλεκτρικό & Compton (δίδυμη γένεση σε υψηλές ενέργειες)· εξαρτάται από ενέργεια, ατομικό αριθμό, πάχος-πυκνότητα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κριτήριο: τα 2 φαινόμενα + οι 3 παράγοντες.

Ενέργεια ΚΑΙ φωτοηλεκτρικό (επιλογή)

Ερώτηση: 3. Καθώς αυξάνεται η ενέργεια των φωτονίων, η πιθανότητα του φωτοηλεκτρικού σε σχέση με το Compton: α) αυξάνει, β) μειώνεται, γ) δεν σχετίζεται με την ενέργεια.

Λύση:

• Καθώς αυξάνεται η ενέργεια, η πιθανότητα του φωτοηλεκτρικού μειώνεται γρήγορα (& αυξάνει η πιθανότητα Compton). Άρα το β.

Απάντηση: Σωστό: β (μειώνεται).

Πρόσεξε:

• Σε χαμηλές ενέργειες επικρατεί το φωτοηλεκτρικό, σε υψηλότερες το Compton.

Τρόποι απορρόφησης (επιλογή)

Ερώτηση: 4. Στις ενέργειες της Ακτινοδιαγνωστικής η απορρόφηση γίνεται: 1ος με φωτοηλεκτρικό, 2ος με Compton, 3ος με δίδυμη γένεση, 4ος το 1ο & το 2ο.

Λύση:

• Στην Ακτινοδιαγνωστική η απορρόφηση γίνεται με το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο & με το φαινόμενο Compton → η σωστή επιλογή είναι ο 4ος (το 1ο & το 2ο). Η δίδυμη γένεση αφορά πολύ υψηλές ενέργειες.

Απάντηση: Σωστό: 4ος (φωτοηλεκτρικό & Compton).

Πρόσεξε:

• Η δίδυμη γένεση (>1,02 MeV) δεν εμφανίζεται στις διαγνωστικές ενέργειες.

Σκεδαζόμενη ακτινοβολία (επιλογή)

Ερώτηση: 5. Τι ισχύει για τη σκεδαζόμενη ακτινοβολία; α) έχει μεγαλύτερη ενέργεια από την πρωτογενή, β) έχει την ίδια πορεία με την πρωτογενή, γ) μειώνει τη σκιαγραφική αντίθεση, δ) παράγεται από την ακτινολογική λυχνία.

Λύση:

• Η σκεδαζόμενη ακτινοβολία (φαινόμενο Compton) έχει μικρότερη ενέργεια & διαφορετική κατεύθυνση από την πρωτογενή, & παράγεται μέσα στον ασθενή — υποβαθμίζει την εικόνα μειώνοντας τη σκιαγραφική αντίθεση. Άρα το γ.

Απάντηση: Σωστό: γ (μειώνει τη σκιαγραφική αντίθεση).

Πρόσεξε:

• Τα α, β, δ είναι λανθασμένα: μικρότερη ενέργεια, εκτραπείσα πορεία, παράγεται στον ασθενή (όχι στη λυχνία).

Παράγοντες απορρόφησης (επιλογή)

Ερώτηση: 6. Η απορρόφηση της ακτινοβολίας εξαρτάται από: α) τη σύνθεση της ύλης, β) το πάχος & την πυκνότητα, γ) την ενέργεια των φωτονίων, δ) όλα τα παραπάνω, ε) κανένα.

Λύση:

• Η απορρόφηση εξαρτάται & από τη σύνθεση (ατομικός αριθμός), & από το πάχος-πυκνότητα, & από την ενέργεια των φωτονίων → όλα τα παραπάνω (το δ).

Απάντηση: Σωστό: δ (όλα τα παραπάνω).

Πρόσεξε:

• Και οι τρεις παράγοντες συνεισφέρουν στην απορρόφηση.

Φωτοηλεκτρικό - απορρόφηση (επιλογή)

Ερώτηση: 7. Κατά το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο παρατηρείται: α) πλήρης απορρόφηση, β) μερική απορρόφηση, γ) καθόλου απορρόφηση, δ) μη συσχέτιση με την απορρόφηση.

Λύση:

• Στο φωτοηλεκτρικό φαινόμενο το φωτόνιο δίνει όλη την ενέργειά του στο ηλεκτρόνιο & εξαφανίζεται → πλήρης απορρόφηση της ακτινοβολίας (το α).

Απάντηση: Σωστό: α (πλήρης απορρόφηση).

Πρόσεξε:

• Η μερική απορρόφηση/σκέδαση αντιστοιχεί στο φαινόμενο Compton.

Ένταση σημειακής πηγής (επιλογή)

Ερώτηση: 8. Η ένταση της ακτινοβολίας που εκπέμπεται από σημειακή πηγή είναι: α) ανάλογη του τετραγώνου της απόστασης, β) αντιστρόφως ανάλογη της απόστασης, γ) ευθέως ανάλογη της απόστασης, δ) αντιστρόφως ανάλογη [του τετραγώνου] της απόστασης.

Λύση:

• Σύμφωνα με τον νόμο του αντίστροφου τετραγώνου, η ένταση είναι αντιστρόφως ανάλογη του τετραγώνου της απόστασης (\(I\propto 1/d^{2}\)) — η επιλογή δ.

Απάντηση: Σωστό: δ (αντιστρόφως ανάλογη του τετραγώνου της απόστασης).

Πρόσεξε:

• Προσοχή: στο έντυπο βιβλίο οι επιλογές β & δ φαίνονται όμοιες («αντιστρόφως ανάλογη της απόστασης») — πρόκειται για τυπογραφικό λάθος· η φυσικά ορθή & εννοούμενη απάντηση είναι «αντιστρόφως ανάλογη του τετραγώνου της απόστασης».